紧固件基础知识

1紧固件基础知识培训大纲目的：1.了解现有的紧固件世界所涉及的新工艺。2.解决公司工程部设计、验收上的部分盲点。2目录第一部分：紧固件基础知识-------1.5课时度量单位螺纹材料第二部分：大螺丝---------------------0.5课时分类工艺流程机械性能第三部分：小螺丝---------------------0.5课时分类工艺流程机械性能第四部分：螺母------------------------0.5课时分类工艺流程机械性能表面缺陷3第五部分：工艺---------------------3.5课时退火酸洗抽线成型滚丝、搓丝或内螺纹攻牙【挤牙】热处理表面处理及应用第六部分：标准规范-----------------0.1课时GB—中国国家标准（国标）ANSI—美国国家标准（美标）DIN—德国国家标准（德标）ASME—美国机械工程师协会标准JIS—日本国家标准（日标）BSW—英国国家标准第七部分：紧固件检查方式方法-----0.4课时GB/T90.1【ISO3269】检查紧固件所需检查测试设备目录4前言15紧固件质量引发的事故

2011年7月5日，北京地铁四号线发生扶梯逆行事故，造成1死30伤的惨剧，引发全国关注。北京市质监局表示，经初步调查，导致事故的直接原因是“固定零件损坏，扶梯驱动主机发生位移，造成驱动链条脱落，扶梯下滑”。据北京市质监局特种设备安全监察处处长李亮华介绍，经初步调查，这个损坏的固定零件是扶梯主驱动的地角螺栓，其断裂引发事故目前对螺栓防松这一技术领域还是个国际难题，由于普通螺栓不能防松，所以人们在生产作业时，都必须经常停机检查机器零部件上螺栓是否松动，尤其是操作旋转，振动的大型机器设备、矿山机械、客车、火车、飞机等更是必须按时检查，随时紧固。尽管如此，因螺栓的松动造成的重大事故还是时有发生，例如：

“1、关于某航空公司‘2.24’特大飞行事故结案的通知（国经贸安全【2000】82号）

中国民航总局：

1999年2月24日，某航空公司TY154M/B-2622号飞机执行成都至温州SZ4509航班任务时，在温州地区发生飞机粉碎性解体事故，机上61人全部遇难。

调查组对事故进行调查，查出事故的直接原因：飞机在飞行中螺母旋出，连接螺栓脱落，飞机俯仰通道的操作失效，造成飞机失事。

2、辽宁铁岭钢水浇人惨剧：4月18日发生的辽宁铁岭清河特殊钢有限公司钢水包倾覆特别重大事故，造成32人遇难。

经专家对事故调查分析：起重机上用于固定钢丝绳的压板螺栓松动。钢水包倾覆后造成人员伤亡惨重。

3、据台湾媒体报道：华航飞机爆炸起火事故调查出现重大进展。经过调查小组现场会勘，发现了起火点的位置在右主翼前端的襟翼，一组负责前襟翼摆动的金属螺栓脱落。”

因螺栓松动造成的机器损坏、人员伤亡事故很多很多中国现在紧固件市场存在的主要问题是：

（1）保证载荷，楔负载不合格。保证载荷和楔负载是考核产品在拉力载荷作用下的机械性能的关键项目（A类），对于高强度紧固件尤其重要。保证载荷是考核在承受规定的拉力载荷下产品抗塑性变形能力，如果该项目指标达不到要求，由于预紧力和工作载荷的作用，可能产生塑性变形，从而减低预紧力，使连接松动。楔负载试验是考核螺栓产品实物的抗拉强度和头杆结合强度，该项目指标不合格，在较大的工作载荷的作用下或支撑面受偏载作用时，出现断裂或掉头，造成连接失效，甚至出现安全事故。

（2）硬度不合格。硬度也是考核紧固件机械性能的重要指标，对于各性能等级产品做采用的材料是不同的，紧固件选用时机械性能等级是重要的依据，在安装和使用中要按照性能等级确定工作载荷和安装扭矩，针对特定的材料，硬度应控制在一个合理的水平，高的硬度可能降低产品的耐疲劳性能，一些企业为了提高产品的强度，硬度控制在较高的水平，造成部分产品超标

（3）脱碳层超标。脱碳层也是A类项目，由于脱碳，使得零部件表面硬度和强度大大降低严重影响紧固件的表面接触强度和疲劳寿命特别对螺纹部位的危害更为突出。造成脱碳的主要原因是原料脱碳和产品热处理过程中脱碳。

（4）尺寸超差。紧固件属通用零部件，互换性要求较高，尺寸超差将直接影响其互换性，甚至影响连接强度、防松性能或寿命。造成尺寸不合格的主要原因一是工艺过程控制不当，为了省料将部分尺寸控制在下限附近，生产过程中没有及时调整设备，使用超差的工模具：二是检验不力，工序检验和出厂检验不严，使一些不合格批过关；三是在用量具不能定期进行计量检定，甚至使用超过磨损极限的量规。

目前，紧固件销售市场还比较混乱，一些经销单位只顾着眼前利益，不重视产品质量，一味靠降低产品价格争夺市场，甚至经销假冒伪劣产品，成为性能低劣产品滋生的温床。前言26第一部分：紧固件基础知识度量单位公制【mm】英制【in】螺纹螺纹分类紧固连接螺纹1.米制普通螺纹【M】2.美制统一螺纹【UN】3.英制惠氏螺纹【BSW,BSF,Whit.S,Whit.】4.米制小螺纹【S】5.米制航空航天螺纹【MJ】6.美制航空航天螺纹【UNJ】传动连接螺纹米制T型螺纹Tr【30度】美制T型螺纹ACME【爱克姆，29度】米制锯齿形螺纹【3度/30度，B】美制锯齿形螺纹【7度/45度，BUTT】英制锯齿形螺纹【7度/45度，B.S.Buttress】管螺纹英制管螺纹【55度】a.一般密封管螺纹【R】b.非密封管螺纹【G】美制管螺纹【60度】a.一般密封管螺纹【NPT.NPSC】b.干密封管螺纹【NPTF.NPSF,NPSI,PTF-SAE,SHOURT】c.非密封管螺纹【NPSM,NPSL,NPTR,NPSH,NH,NHR】螺纹的基本牙型螺纹相关标准螺纹公差螺纹配合等级螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。

（一）、对统一英制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B和3B级，全部都是间隙配合。等级数字越高，配合越紧。在英制螺纹中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等级偏差是相等的。

等级数目越大公差越小，如图所示：

1B

2B

3B内螺纹

基本中径

3A外螺纹

2A

1A

1、1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。2、2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。3、3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于安全性的关键设计。

对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。1A级公差比2A级公差大50%，比3A级大75%，对内螺纹来说，2B级公差比2A公差大30%。1B级比2B级大50%，比3B级大75%。7（二）公制螺纹，外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g，内螺纹有三种螺纹等级：5H、6H、7H。（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）在公制螺纹中，H和h的基本偏差为零。G的基本偏差为正值，e、f和g的基本偏差为负值。如图所示：

公差

G

偏差

H内螺纹

基本中径

外螺纹

g

e

f

h

1.H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用极薄的磷化层。G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀层，一般很少用。2.g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓，其镀前螺纹采用6g的公差带。

3.螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹，标准

推荐采用6H/6g的配合。89材料目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。1碳钢。我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢，中碳钢和高碳钢以及合金钢。

a.低碳钢C%≤0.25%国内通常称为A3钢。国外基本称为1008，1015，1018，1022等。主要用于4.8级螺栓及4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品。（注：钻尾钉主要用1022材料。）

b.中碳钢0.25%<C%≤0.45%国内通常称为35号、45号钢，国外基本称为1035，CH38F，1039，40ACR等。主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。

c.高碳钢C%>0.45%。目前市场上基本没使用.d.合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增加钢材的一些特殊性能：如35、40铬钼、SCM435，10B38。芳生螺丝主要使用SCM435铬鉬合金钢，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。2.不锈钢。性能等级：45，50，60，70，80（*10表示抗拉强度数值后面提到）主要分奥氏体（18%Cr、8%Ni）耐热性好，耐腐蚀性好，可焊性好。A1，A2，A4马氏体、13%Cr耐腐蚀性较差，强度高，耐磨性好。C1，C2，C4铁素体不锈钢。18%Cr镦锻性较好，耐腐蚀性强于马氏体。目前市场上进口材料主要是日本产品。按级别主要分SUS302、SUS304、SUS316。

3.铜。常用材料为黄铜…锌铜合金。市场上主要用H62、H65、H68铜做标准件。碳钢产品所使用的盘元10序号种类可选用的材质14.8级六角螺栓1008K10101015K26.8级六角螺栓103210351040CH38F103938.8级六角螺栓1035ACR(M10以下)1040ACR（M12以上）CH38F1045ACR103910B2110B3310B3848.8级内六角螺栓CH38F103910B21（M10-M12）10B33（M14）10B38（M12-M24）10B21510.9级六角螺栓1045ACR10B3840Cr42CrMo35CrMo20CrMo6│8│级螺帽1008K101078级螺帽1015(M<16)CH38F(M≥16)810级螺帽CH38F103910B2110B33912级螺帽103910B2110B3310B3810马车螺丝10081010101511六角缘凸螺栓CH38F103910B2110B3310B3812六角木螺丝1008K101013自攻钉、墙板钉钻尾钉、夹板钉10181022CH22A14机螺钉家俱螺丝1008101011材料中各类元素对钢的性质的影响：碳（C）：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳量的增加，塑性和韧性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。锰（Mn）：提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性。即在淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对延展性和可焊性不利。并会影响电镀时镀层的控制。镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。铬（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利于高温下保持强度。钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，对提高高温下的抗拉强度有很大影响。硼（B）：能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应。矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性。硅（Si）：保证钢件的强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。12名称CSiMnPSNiCrMoCu304M≤0.06≤1.0≤2.0≤0.045≤0.038.91-10.018.0-20.000316≤0.03-0.06≤1.0≤2.0≤0.045≤0.0310.0-14.016.0-18.02.0-3.00304HC≤0.08≤1.0≤2.0≤0.045≤0.038.0-10.517.0-19.001.0-3.0关于不锈钢材质之特性简介（304、316）该三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢，其化学成分如下：主要化学成分与不锈钢性能之关系。1、碳C可增加硬度和强度，含量过高会降低其延展性和耐蚀性2、铬Cr可增加耐蚀性、抗氧化性，使品粒细化，增加强度，硬度和耐磨性3、镍Ni可增加高温强度、耐蚀性，降低冷加工硬化之速率4、钼Mo增加强度，对氧化物和海水的耐蚀性优良5、铜Cu利于冷加工成型，降低磁性不锈钢材质之其它性能1.以上材质正常状态无磁性。304M冷加工后略有磁性（1.6u-2.0u左右）；304HC磁性为（1.01u-1.6u左右）；316材质冷加工后磁性小于1.01u2.各材质均有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度、屈服强度、均可达到要求。（Ts抗拉强度min

700N/mm,Ys屈服强度min450N/mm）不锈钢材料总结1、304M、304HC、316三种材质是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广的材质之一。各材质明显差异为：冷加工后材质磁性为316<304HC<304M。316材质抗化学品腐蚀，抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良。2、总之，不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生，但其强度、硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度，且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不可施力过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。13分类六角螺栓（HEXAGONHEADBOLTS）：美制螺栓参照标准为ANSI/ASMEB18.2.1，日标参照JISB1180。英制参照BSW916（韦氏牙）。公制螺栓参照标准如下，其相互区别如表所示：马车螺丝/圆头方颈螺栓（CarriageBolts）：ANSI/ASMEB18.5；DIN603；ISO8677；GB12；GB14内六角螺栓（Hexagonsocket-headcapscrews）：DIN912；GB70；ISO4762；ANSI/ASMEB18.3六角木螺丝（HexagonHeadLagScrews）：ANSI/ASMEB18.2.1DIN571家俱螺丝（Furniturescrews）：依客户标准六角法兰螺栓(HexagonFlangeBolt)：IFI111GB5787DIN92114第二部分：大螺丝老国标新国标ISO标准DIN(德标)GB30GB5780(半牙)GB5781(全牙)GB5782(半牙)GB5783(全牙)ISO4016ISO4018ISO4014ISO4017DIN601DIN558DIN931DIN933螺栓标识如M20-2.5X1505/16”-18UNCX3”工艺流程盘元退火酸洗抽线打头辗牙热处理电镀包装机械性能标志、性能等级标志。六角头螺栓和螺钉（螺纹直径≥5mm）。需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度等级标记代号由“·”隔开的两部分数字组成。标记代号中“·”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，如4.8级的“4”表示公称抗拉强度400N/MM2

的1/100。标记代号中“·”和点后数字部分的含义表示屈强比，即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如4.8级产品的屈服点为320N/mm2。不锈钢产品强度等级标志由“—”隔开的两部分组成。标志代号中“—”前符号表示材料。如：A2，A4等标志“—”后表示强度，如：A2-70等级。碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级。不锈钢分为60,70,80(奥氏体)；50,70,80,110(马氏体)；45,60（铁氏体）三类。GB3098.1,ISO898-1大螺栓机械性能测试设备:1.拉力试验机;2.硬度试验机;3.盐雾试验机;4.投影仪或影像仪,5.各种规格的螺纹通止规,6.常用检测工具15第三部分：小螺丝【不同于新公布标准的小螺丝】分类自攻钉参照标准：美制自攻钉参照标准为ANSI/ASMEB18.6.4，公制的参照标准有GB845、GB846、GB847、JISB1115、JISB1122、JISB、JISB1127、JISB1125、DIN7971、DIN7972、DIN7973、DIN7981、DIN7982、DIN7983、ISO1479、ISO1481、ISO1482、ISO1483、ISO7049（P+）、ISO7050（F+）、ISO7051头型：新、老国标中均有三种头型：老国标为圆头，沉头和半沉头，新国标有盘头、沉头和半沉头，英制自攻钉有各种头型。目前常见的自攻钉头型有如下：墙板钉参照标准：JISB1125、GB/T14210-93C以及客户指定标准。头型：目前墙板钉头型有喇叭头（DW），但也有大扁头华司（TW）及华威头（AF）。墙板钉主要有两种牙型：细牙和粗牙，其牙距和牙数如下表所示。细牙又分双牙双出和双牙单出以及高低牙，粗牙为单牙单出。通常状况下牙山角度是60O，尾尖角度是25O±3O，但有些客户要求牙山角度为45O±5O。钻尾螺钉参照标准：ANSI/ASMEB18.6.4、DIN7504。目前常见的钻尾螺丝头型有六角华司头、盘头、平头。牙型主要有BD牙及CD牙，它们的区别在于BD牙的牙型为自攻钉中AB牙的牙型，而CD牙为机械牙。长度：当称呼长在1-1/2in以内时为全牙，大于1-1/2in时为半牙，牙长为1-1/2in。夹板钉（纤维板钉）标准：按客户头型：目前常见的主要是平头、盘头、大扁头。槽型多为米字槽，还有梅花槽。牙型：夹板钉、牙山角度为400，一边是250，一边是150，使产品有一定的自锁功能，

尾尖角度为250±30或340±30，一般短规格尺寸尾尖角度为340±30，三夹板钉一般要牙底比较光滑，不能有铁屑存在。因为不光滑导致产品很难旋入硬质木头，同时也会有断头现象存在，也就是旋入测试可能达不到要求。另如有铁屑存在，电镀时无法镀到基体，当螺钉旋入木头时，铁屑脱落，使基体容易腐蚀，造成产品生锈。16机螺钉参照标准：公制：GB65-85、GB67-85、GB68-85、GB69-85、GB818-85（P+）、GB819-85（F+）、GB820-85（O+）、DIN963-85（F-）、DIN964-85（O+）、DIN965-85（F+）、DIN966-85（O+）、JISB1111-96，美制：ANSI/ASMEB18.6.3头型：和自攻钉一样，新、老国标中均有三种头型，老国标为圆头（R）沉头（F）和半沉头（O），新国标有盘头（P）、沉头和半沉头牙型：机螺钉牙型就是机械牙，牙距如下表所列：工艺流程自攻钉（夹板钉）盘元粗抽退火酸洗精抽打头辗牙热处理电镀

包装机械螺丝盘元酸洗抽线

打头

辗牙电镀包装钻尾螺丝（割尾螺丝）盘元粗抽退火酸洗

精抽打头夹尾（割尾）辗牙热处理电镀包装纤维板钉盘元

粗抽退火酸洗精抽打头辗牙热处理电镀

包装机械性能17规格M2.5M3M3.5M4M5M6M8M10牙距粗牙0.450.50.60.70.81.01.251.5细牙0.350.350.350.50.50.7511.25规格4#5#6#8#10#12#1/45/163/8牙距粗牙404032322424201816细牙484440363228282424机械性能自攻钉及纤维板钉机械性质要求芯部硬度：标准值HRC28-38，HV290~370。测试时取距尾部1-2倍称呼径的截面上进行。表面硬度：标准MINHV450。（纤维板钉的表面硬度是MINHV600）渗碳层：标准4#-6#：0.05-0.18mm，8#-12#：0.10-0.23mm，14#：0.13-0.28mm。

渗碳主要目的增强表面硬度，保证牙的强度，如果脱碳过深，渗碳又不足，会使牙的强度达不到要求，即做旋拧入试验时，牙受损伤。扭力：拧入试验（纤维板钉无要求）：将自攻钉拧入一有预留试孔的钢板内，自攻钉应在试板内成形出相配的螺纹，而螺钉本身的螺纹不发生变形和损坏，直到未端锥度螺纹完全过试板。拧入试验仅适用于AB、B、BP等型式的自攻钉。IFI中规定：试验板应用半硬低碳冷轧钢制备，钢板硬度为洛氏70–85HRB。钢板标准规格即厚度见下表，试孔应冲或钻，允差为规定公称直径（见下表）±0.025mm。墙板钉芯部硬度：标准：HRC24-45。表面硬度：标准：HV600-800。渗碳层：4#-6#0.05-0.18mm、8#-12#0.10-0.23、14#0.13-0.28.弯曲度：要求为150-450扭力钻尾螺丝芯部硬度：标准：HRC32-40。其余基本同墙板钉（扭力另见标准）机螺钉性能按标准，大部分无要求，有些客户有特殊要求时，按客户需求。18标准规格4#5#6#7#8#10#12#14#A牙14212835455696145AB牙142128354565102165规格6#7#8#10#扭力21283558第四部分：螺母分类美制、英制螺帽普通螺帽(FINISHEDHEXNUTS)(1/4以上含1/4规格)––FIN薄型螺帽(FINSHEDHEXJAMNUTS)((1/4以上含1/4规格)––JAM重型螺帽(HEAVYHEXNUTS)(1/4以上含1/4规格)––HVY机械螺帽(MACHINESCREWNUTS)(#4-40-3/8规格)––M/S美制螺帽之区别：普通型、重型、薄型螺帽其可制造规格为1/4-11/2，机械型螺帽可制造规格为3/8以下。美制螺帽相互区别主要在厚度，对边上也略有不同。A、薄型螺帽和普通型对边一样，但薄型螺帽厚度比普通螺帽厚度要小。B、机械螺帽对边比普通型螺帽大，厚度比薄型大、比普通型小。C、重型螺帽对边比机械螺帽大，厚度加厚，其厚度略小于称呼径。公制螺帽标准之区别：新国标、国际标准、德标、意标热浸镀锌螺帽相关要求：由于热浸镀电镀层较厚（一般为40um以上），考虑其对螺纹精度的影响，故热浸镀锌螺帽在成型时，其孔径须比一般螺帽略微放大，我司具体要求如下：对边、厚度最终控制尺寸其上限比规格上限加大0.5mm。工艺流程8级以下螺母：盘元酸洗抽线成型攻牙表面处理包装热浸镀锌：盘元酸洗抽线成型热浸镀锌攻牙包装8级螺母：盘元退火酸洗抽线成型攻牙表面处理包装8级螺母以上：盘元退火酸洗抽线成型攻牙热处理表面处理包装19产品种类美制、英制公制孔径加大尺寸mm≤7/16＞7/16M10-M14M16-M20M24M27M300.410.530.350.400.450.500.55新国标、国际标准、德标、意标螺母比较20规格新国标国际标准德标意标GB6170ISO4032ISO4035DIN934UNI5587对边厚度对边厚度对边厚度对边厚度对边厚度M35.52.45.502.45.51.805.52.45.523M4703.273.272.273.27.4M5804.784.782.78485M6105.2105.2103.2105106M8136.8136.8134136.5138M10168.4168.41651781710M121810.81810.818619101912M142112.82112.821722112214M162414.82714.824824132416.0M1827.0015.802715.827927152718.M2030.0018.0030.18301030163020.M2234.0019.4034.19.4341132183222M2436.0021.503621.5361236193624机械性能产品机械性质依据：DIN之产品机械性质检验依据DIN267.4执行。ISO之产品机械性质检验依据ISO898.2执行。GB之产品机械性质检验依据GB3098.2执行。ANSI/ASMEB18.2.2之产品机械性质检验依据SAEJ995、ASTMA563执行。JISB1181产品机械性质检验依据JISB1052执行。GB3098.2等效采用ISO898.2适用于碳钢或合金钢制造的，公称高度≥0.5D的，需要规定保证

载荷，螺纹直径为3-39mm的粗牙6H螺帽。标记方法：公称高度大于或等于0.8D螺帽，用螺栓性能等级标记的第一部分数字标记，该螺栓应为可与该螺帽相配螺栓中最高性能等级的螺栓，螺栓与螺帽使用中配合等级如下：公称高度大于或等于0.5D而小于0.8D螺帽:用于"O"及一个数字标记，其中数字表示用淬火硬芯棒测出的保证应力的1/100，而“O”表示这种螺帽组合件的实际承载能力比数字表示的承载能力低如“04、05级。等级：公制螺帽机械性能等级可分为：04、05、4、5、6、8、9、10、12级。通常在螺栓和螺帽配合使用件,可能发生以下几种失效形式：A、螺杆断裂。B、螺杆的螺纹脱扣。C、螺帽的螺纹脱扣。D、螺帽和螺杆的螺纹都脱扣。由于螺杆断裂是突然发生的。比较容易发现，脱扣是逐渐发生的，很难发现，所以对螺纹连接的设计，总希望失效形成是螺杆断裂。21产品性能等级螺栓3.64.64.83.64.64.85.65.86.88.88.89.810.912.9螺帽456891012适用规格>16≤16全部全部全部16-39≤16全部≤39表面缺陷GB/T5779.2

在本节中主要叙述螺帽表面缺陷种类、名称、外观特征允许的最低极限以及验收检查方法。我们以D代表螺帽的公称尺寸，DC代表凸缘直径（最大）S代表公称（最大）对边宽度，D、DC和S的单位为inch。一、裂痕：淬火裂痕-不允许存在---外观特征：裂痕是由晶粒横切或沿晶界，且会沿着外来杂质处产生明显裂开纹痕，裂痕一般是因热处理或锻造或其它成型加工中过应力产生的。物件被施以重新，热处理裂痕经常因有锈斑而变色。锻造裂痕及杂质裂痕---外观特征：由于锻造或切断毛胚操作中，锻造裂痕在螺帽头顶面以及边缘角处产生。杂质裂痕是固件金属杂质或异物原先就存在材料中而产生。锁紧裂痕---外观特征：锁紧螺帽之锁紧端於成型加工中受压而产生，裂痕常显现在锁紧端附近部位，也可能在内缘处或外侧处典型的锁紧端裂痕。二、爆裂及剪爆裂外观特征：爆裂是在金属内爆开成一条裂痕，在锻造成型过程中，爆裂产生在螺帽之边侧面或边角处或在凸缘螺帽之凸缘周缘上。剪爆裂是在金属内爆开成一条和主轴成45角的裂痕，经常发生在凸缘螺帽的周缘上，典型的爆裂、剪爆裂型态。三、缝外观特征：缝经常原先就存在原材上，加工时会沿着螺帽轴向方向以直线或平滑线断续地显现着，锻造加工后可能性因缝而产生爆裂情形。典型的缝型态。四、褶痕外观特征：由于锻造加工中所产生的材料重褶现象称为褶痕，褶痕常产生在螺帽头顶或底面或在直径变化处或附近产生，典型的褶痕型态。五、空隙外观特征：原材料内部之空洞，或锻造加工后产生于物件表面孔隙称为空隙。空隙因原材锈斑或切屑毛头或模具标记挤压后未完全填充而形成，典型的空隙型态。六、工具擦伤外观特征：在治模具移动间，于螺帽表面产生如纵向或同心圆槽般之浅沟称之为工具擦伤。七、刻痕和击痕八、螺纹处重叠：外观特征：由于辗牙加工不当，产生金属材料重褶现象。这种牙纹部分重叠是不允许的。22第五部分：工艺退火目的:作业流程:品质控制要求:晶粒结构及变化:酸洗目的作业流程抽线目的作业流程盘元选用成型目的：将线材经冷间锻造（或热间锻造），以达到半成品之形状及长度（或厚度）镦煅毛坯与模具凹穴中心若偏离,则在生产过程中产品不对称度会被放大3~5倍.螺栓（螺丝）成型（打头）：螺帽成型：23冷成型工艺是利用塑性变形原理加工金属零件的一种工艺方法。广义的金属冷成型工艺已有两千多年的历史了，例如中国古代金、银手饰的加工就是利用金属的塑性变形原理，进行手工锻打的一种冷成型工艺。但是，运用现代化手段，采用自动化冷镦机加工金属零件，还是到二十世纪30-40年代，第二次世界大战期间迅速发展起来的。美国在大战中，使用的螺栓等紧固件就是采用冷成型工艺生产的。而当时工业较发达的日本，还采用切削加工，只能在加工小螺丝生产中采用冷成型工艺。中国的冷成型工艺是第一个五年计划期间从原苏联引进的，小螺丝工艺与日本类似，而多工位成型工艺是六十年代开始的。单工位成型分单击和双击两种，而目前大多采用单工位双击成型，双击冷镦是最普遍的镦锻，因为它包括的产品范围很广，各种构造、各种形状的钉头，只要原材料长度在5.5dm以下，都可以成型。双击成型时，第一次冲击为预镦，用锥形内腔的冲头将毛坯顶入凹模，使毛坯对正中心，以防止发生纵向弯曲，并为精冲头的第二次冲击作好准备工作，初冲头的预镦完成后，毛坯的自由端变成圆锥形。在用锥形初冲头镦锻开始时，所有冲击力完全集中在凹模的顶钉上。凹模中的毛坯杆部也同时镦粗达到螺坯尺寸的要求，精镦锻后头部尺寸要求也完成了。后序的加工根据产品的品种不同进行加工。如六角头螺栓，需进行切边工艺，切出六角形后再进行搓丝及后序的热处理或表面处理。如果是机螺钉，如图二的螺钉有两种工艺：一种是先镦出头形，然后铣槽再搓丝；另一种工艺是采用镦出十字槽和一字槽，就可以直接搓丝了。目前许多企业采用的多工位冷镦机比单工位冷镦机，更能提高工件的机械性能，其中包括轴向强度均匀，抗疲劳破坏力高，同时降低材料损耗并提高生产率。在多工位冷镦机上进行冷镦时，杆的镦锻部份长度h同其直径dm之比，在一般情况下，可达到10或更大，而在单工位冷镦机上进行镦锻时，这个比值h/dm是2.5或4.5。根据多工位成型工艺的优点，国内外许多企业都制定和采用了各种多工位冷镦工艺进行加工各种形状的复杂件。由于这些高质量、高强度、高精度、光洁度高的工件需要量不断增长，也就需要更多的采用多工位冷镦的工艺。适合采用多位成型的各种工件很多，大致可分为螺栓类、杆类零件和螺母类、盘类零件。不同形状的工件，都是经过多工位冷成型工艺加工的和多工位再经二次加工完成的，也有个别的单工位双击螺丝机上经双击完成的。但多数是经三工位以上才能完成。由二模三冲零件冷镦成型机加工的多台阶形紧固件。这类多台阶大头形短杆件，在单工位双击冷镦机上的单纯的头部镦粗工艺是根本无法加工的，而二模三冲工艺就可以在一模内进行杆部正挤压，然后进行头部成型。从前面例举的及其他目前国内外所采用的先进工艺来看，紧固件行业所采用的成型工艺已发生了很大的变化。实践证明，这种粗线材小变形工艺同与其对应的细线材大变形工艺和单纯的冷镦工艺相比，其优越性是无法比拟的，那些看来无法加工的复杂零件，采用多工位工艺都可以加工出来。由于冷成型工艺比热成型工艺和切削工艺更具很多优点，诸如；产品性能高、材料利用率高、生产效率高、制造精度高，因此冷成型工艺的应用越来越广泛了。2425冷成型工艺实例一26冷成型工艺实例二27冷成型工艺实例三辗牙/攻牙目的：将已成型的半成品辗制或攻丝以达到所需的螺纹。实用上针对螺栓（螺丝）称为辗牙，牙条称为滚牙，螺帽称为攻牙。定义:辗牙即是将一块牙板固定，另一块活动牙板带动产品移动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。品质控制：牙外径偏小：首先原因可能是牙山不饱，调整牙板相对位置即可，其次有可能是成型有效径过小。牙底不良：针对牙底起皮（如木螺丝），可将固定牙板的急入角与直放角进行调节，将急入角适当往里推挤。牙尖不良（小辗牙）：牙尖不良现象有：尾尖裂痕、火烧、歪尾、断尾、钝尾等。可通过调整牙板或更换牙板加以改善。外观不良：外观不良现象有：歪杆、牙底径粗糙、牙山不饱、尾牙未搓至尾尖等。可通过调整牙板加以改善。定义:攻牙即是将已成型之螺帽，利用丝攻攻丝，形成所需螺纹。品质控制：攻牙过程常发生的品质问题是牙紧，牙紧通常是由于牙攻柄直线部弯曲、牙攻钝化、有效径超差，以及上下跑道不正等原因造成。针对造成牙紧的原因，可以采取矫牙攻，调换牙攻或调整跑道等措施。定义：滚牙是以两个相对应的螺丝滚轮，正向转动，利用挤压使产品产生塑性变形，形

成所需螺纹。滚牙通常用于牙条。28热处理热处理方式：根据对象及目的不同可选用不同热处理方式。调质钢：淬火后高温回火（500-650℃）弹簧钢：淬火后中温回火（420-520℃）渗碳钢：渗碳后淬火再低温回火（150-250℃）低碳和中碳（合金）钢淬成马氏体后，随回火温度的升高，其一般规律是强度下降，而塑性、韧性上升。但由于低、中碳钢中含碳量不同，回火温度对其影响程度不同。所以为了获得良好的综合机械性能，可分别采取以下途径：选取低碳（合金）钢，淬火后进行低温250℃以下回火，以获得低碳马氏体。为了提高这类钢的表面耐磨性，只有提高各面层的含碳量，即进行表面渗碳，一般称为渗碳结构钢。采取含碳较高的中碳钢，淬火后进行高温（500-650℃）回火（即所谓调质处理），使其能在高塑性情况下，保持足够的强度，一般称这类钢为调质钢。如果希望获得高强度，而宁肯降低塑性及韧性，对含碳量较低的含金调质可采取低温回火，则得到所谓“超高强度钢”。含碳量介于中碳和高碳之间的钢种（如60，70钢）以及一些高碳钢（如80，90钢），如果用于制造弹簧，为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限，则采用淬火后中温回火。作业流程：调质钢：退火（珠光体型钢）预热处理：正火,高温回火（马氏体型钢）正火目的是细化晶粒，减少组织中的带状程度，并调整好硬度，便于机械加工，正火后，钢材具有等轴状细晶粒。淬火：将钢体加热到850℃左右进行淬火，淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择，一般可选择水或油甚至空气淬火。处于淬火状态的钢，塑性低，内应力大。以ML35（32、40）等为主地螺栓、螺钉、螺母及异型非标件因材料淬透性地问题，该类零件在热处理过程中应选用冷却速度较快地淬火介质，从而满足零件淬火地硬度、金相及机械性能等各方面地要求。产品尺寸为M4-M16，可选择3-5%KR6480聚合物水溶性淬火剂，如果选用35#、35A、35S可放宽到M18-M20；产品尺寸为M10-M24，可选择8-10%KR7280聚合物水溶性淬火剂；产品尺寸大于M24，可选择10-15%KR7280聚合物水溶性淬火剂；产品材料以45#为主，可根据产品尺寸地大小选择KR7280或KR6480聚合物水溶性淬火剂；以35CrMo，40Cr，20MnTiB，35VB等为主地螺栓、螺柱、螺钉、螺母及异型非标件

如果产品材料以35CrMo，40Cr为主可选择KR118快速淬火或5-10%KR6480聚合物水溶性淬火剂；如果产品材料以20MnTiB，35VB等为主可选择KR7280或KR6480。以低碳钢10#、15#、20#、20Cr、1018、1022、10B21等材料为主地浅层渗碳自攻螺钉、销子类等可选用KR6480或KR118以65Mn、60Si2Mn、70等为主地弹簧垫圈，挡圈等可选用KR118快速淬火油29产品种类较多，尺寸跨度大，可选用KR118或KR6480回火：为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度，钢材在400-500℃左右进行高温回火，对回火脆性敏感性较大的钢，回火后必须迅速冷却，抑制回火脆性的发生。若要求零件具有特别高的强度，则在200℃左右回火，得到中碳回火马氏体组织。弹簧钢：淬火：于830-870℃进行油淬火。以65Mn、60Si2Mn、70等为主地弹簧垫圈，挡圈等可选用KR118快速淬火油。回火：于420-520℃左右进行回火，获得回火屈氏体组织。渗碳钢：渗碳：化学热处理的一种，指在一定温度下，在含有某种化学元素的活性介质中，向钢件表面渗入C元素。分预热（850℃）

渗碳（890℃）

扩散（840℃）过程淬火：碳素和低合金渗碳钢，一般采用直接淬火或一次淬火。回火：低温回火以消除内应力，并提高渗碳层的强度及韧性。我司生产中，攻牙螺丝回火温度为360℃左右，自钻螺丝（墙板钉）回火温度为200℃左右，之后分别冷却至34-35℃和39-40℃。30表面处理表面处理种类：表面处理即是通过一定的方法在工件表面形成覆盖层的过程，其目的是赋以制品表面美观、防腐蚀的效果，进行的表面处理方法都归结于以下几种方法：电镀：将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时把煮黑（发蓝）、磷化等也包括其中。热浸镀锌：通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的溶化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。热浸镀铝是一个类似的过程。机械镀：通过镀层金属的微粒来冲击产品表面，并将涂层冷焊到产品的表面上。作业